专利名称：一种节能型熔镁炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于菱镁矿的冶炼与提纯的电熔镁炉，特别是一种节能型电熔镁炉。
背景技术：
菱镁矿的冶炼与提纯，初期使用土炉来冶炼提纯电熔镁，其设备耗能高、污染大， 不利于环境保护；并且因为采取此装置提纯电熔镁其粉尘量过大，易造成操作人员引发矽肺病。后来使用的电熔镁设备是相对落后的半敞开式电弧炉，该设备存在下述缺陷①调节器以直流电动机、滑差离合器为主，或采用“晶闸管——交流双电机式电弧炉电极自动调节器”(又称KSD调节器)其技术性能不好，电耗高，存在能耗高、能效比差、调试范围窄和平滑差等缺点；②保温措施差，三相电极通电后，电极通过电弧加热炉内原料，电弧一方面将热量熔化原料，一方面以热辐射的形式传到炉盖和炉外。半敞开式结构散发大量的热能，造成大量的热量损失。经长期运行数据汇总核算，热量损失高达30%左右。③电弧炉在生产过程中敞口作业，不能形成有效的“蒸笼”效果，不能形成有效的蓄热空间，不但热能不能高效利用，造成能源的浪费，而且生产中所释放的热能严重影响操作环境。④现有的电弧炉的电极是由普通夹持臂夹持，通过导电铜带和带电横臂连接在变压器的二次端上，其中，导电横臂是通过支撑柱水平设置在变压器的二次输出端与导电铜带之间，而导电铜带则是竖直连接在导电横臂与电极夹持臂之间的，这种呈直角的连接方式中，变压器二次端与电极夹持臂之间的导电距离为导电横臂的长度加上导电铜带的长度，其导电距离较长，具中间设置的接点，增加了阻抗，耗电量较大，生产成本较高。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种节能型电熔镁炉，该炉体能够减少热量损失、降低设备能耗、减少环境污染、导电距离较短以及其阻抗小、耗电量较小，生产成本低，经该设备提纯的产品质量得到改善，经济效益显著，适于推广应用。本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。一种节能型电熔镁炉，包括旋转机构及设置在旋转机构上的平车，所述平车上架设有一炉体，所述炉体通过炉盖密封，炉盖基心圆上分布有三个电极孔插入的石墨电极，该石墨电极由导电横臂夹持，且导电横臂通过立柱平台支撑；所述导电横臂连接水冷电缆通过短网与变压器连接；所述变压器和炉体与系统的KBP系列变频式电极自动调节装置相连；所述炉盖连接系统的加料系统。本实用新型的进一步特征在于所述炉盖与炉体连接为全封闭式结构，炉盖设有保温层。所述导电横臂与变压器的二次端之间通过柔性水冷电缆和短网相连，所述柔性水冷电缆包括一个芯管，芯管采用软质紫铜管，在所述的芯管外扭旋有多股铜绞线，在铜绞线和芯管两端设有电缆接头，在铜绞线的外表面设置有绝缘套管。[0009]所述柔性水冷电缆的管芯设有一个进水口和一个出水口，其中出水口与芯管相连通。所述导电横臂平行设置有三个，其中间分布的导电横臂为垂直拐臂结构，两端分布的导电横臂分别为水平拐臂结构。所述拐臂结构的导电横臂为沿水平臂一根端部延伸有一倾斜臂，倾斜臂延伸端连接一水平臂。所述变压器的输出端子采取铜排端子。所述旋转机构由减速机、电机、变频器、回转轴承、齿轮和支承平台相互连接构成。本实用新型节能型电熔镁炉的特点在于1、全密闭式结构采用电弧炉全封闭捣打保温炉盖，可将热量散失控制在7%以内，还提高了炉温、改善了炉内反应条件从而大大降低了作为还原剂的原煤的消耗量，改善了产品的质量；2、新型的短网采取水平连接短网方式，变压器的二次端与电极夹持臂之间基本属于直线连接，减少了变压器的二次端与电极夹持臂之间的导电距离和导体间的接点，从而减小了变压器的二次端与电极夹持臂之间的电损耗，节约了能源，降低了成本；3、自动化控制冶炼全过程采取了 KBP系列变频式电极自动调节装置，和现有的滑差离合器调节和双电机调节相比，其节约能源，在可靠性、稳定性和自动化等方面均有很大的改观；4、新式导电横臂的应用导电横臂连接柔性电缆与变压器的二次端连接，并利用循环冷却水降低电缆温度从而降低阻抗；5、旋转式炉体旋转机构由减速机、电机、变频器、回转轴承、齿轮、支承平台相互连接构成，选择机构上架设有平车。电熔镁熔炼炉在熔炼过程中液体表面会结出硬壳，致使熔炼液体中的大量气体无法排出，造成喷炉，这是很危险的。在旧炉型中解决不了这个问题，旧炉中是完全依靠人工破坏掉液体表面结成的硬壳，放出里面积存的气体，增加了操作的危险性。而在新型的电熔镁炉中通过旋转机构机械破壳排出气体就避免了人工操作的危险性。又能使熔炼时受热均勻，实现节能的目的。
图1为本实用新型节能型电熔镁炉结构示意图；图2为本实用新型节能型电熔镁炉连接加料系统结构示意图。图中1、平车；2、炉体；3、炉盖；4、旋转机构；5、导电横臂；6、立柱平台；7、短网； 8、炉体外罩；9、水冷电缆；10、变压器；11、加料系统。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型做进一步的说明。如图1所示，该节能型电熔镁炉，包括旋转机构4及设置在旋转机构4上的平车1， 所述平车1上架设有一炉体2，炉体2外设有炉体外罩8，炉体2通过炉盖3密封，炉盖3基心圆上分布有三个电极孔插入的石墨电极，该石墨电极由导电横臂夹持5，且导电横臂5通过立柱平台6支撑；导电横臂5连接水冷电缆9通过短网7与变压器10连接；变压器10和炉体2与系统的KBP系列变频式电极自动调节装置相连；炉盖3连接系统的加料系统11 (见图2所示)。作为本实用新型的改进之一，采用KBP变频式电极自动调节装置代替现有的滑差离合器调节和双电机调节。电极自动调节器是电弧炉的节能改造的关键设备，该设备性能的优劣直接影响电弧炉的各项经济指标。因此，最大限度地满足工艺对调节器的要求。采用交流变频电极自动调节器KBP具有原动机采用交流小惯量电机、用变频调速技术取代原用的调压调速技术、取消测速反馈环节、非灵敏区自适应控制，取消灵敏度选择操作、电子器件高度集成化等特点。冶炼变压器采用有载自动调压，根据冶炼程序要求输入多挡调压，配合KBP变频调节装置自动调节冶炼过程中的电压及电流达到最佳冶炼状态，节省电能。同时采用上海生产电抗滤波节电器，使用后可滤除多次谐波，改善冶炼变压器的磁势平衡，提高用电质量和冶炼效率。我公司已经对多台电弧炉加装了变频式电极自动调节装置进行试验，通过加装变频式电极自动调节装置，可在极短时间内消除电极短路，断弧等现象，保证持续加热， 达到系统内消耗电能大大减少，从而缩短了熔化时间、节省电能，变频调节装置自动调节冶炼过程中的电压及电流达到最佳冶炼状态，根据对加装该装置前后设备供应厂家的现场测试数据，电弧炉的节电率可达到期10%以上，依保守节电率10%计。吨产品节电可达 425kw/h0作为本实用新型的改进之一，电弧炉炉顶加炉盖保温节能改造。炉盖3与炉体2连接为全封闭式结构，且炉盖3上设有保温层。电弧炉的炉顶加装保温炉盖后，在溶液和炉盖的密闭空间内形成高温区，形成有效的蓄热空间，减少热量散失，提高熔化温度，增加效率，同时还提高了炉温，改善了炉内反应条件从而大大降低了作为还原剂的原煤的消耗量，改善了产品质量。作为本实用新型的改进之一，对电弧炉夹持臂进行了改造。将夹持臂设计为导电横臂5，导电横臂5与变压器10的二次端之间通过柔性水冷电缆9和短网7相连结构，导电横臂5平行设置有三个，其中间分布的导电横臂5为垂直拐臂结构，两端分布的导电横臂5分别为水平拐臂结构；拐臂结构的导电横臂5为沿水平臂一根端部延伸有一倾斜臂，倾斜臂延伸端连接一水平拐臂。本实用新型将原电弧炉夹持臂改造为能够节约能源，运行成本低的导电横臂5。改造后的实用新型导电横臂，利用循环冷却水降低电缆温度从而降低阻抗。变压器10的二次端与电极导电横臂5之间基本属于直线连接，减少了变压器10 的二次端与电极导电横臂5之间的导电距离和导体间的接点，从而减小了变压器的二次端与电极导电横臂5之间的电损耗，节约了能源，降低了成本。本实用新型的柔性水冷电缆9包括一个芯管，芯管采用软质紫铜管，在所述的芯管外扭旋有多股铜绞线，在铜绞线和芯管两端设有电缆接头，在铜绞线的外表面设置有绝缘套管。这样，使用时可将水流过芯管，以便于对电缆进行冷却。上述的电缆接头为中空，其设有一个进水口和一个出水口，其中出水口与芯管相连通，这样便于对电缆进行水冷却。[0037]作为本实用新型的改进之一，对变压器的输出端子进行了改造。变压器10的输出端子采取铜排端子。该铜排端子主要特点是铜排与铜排座为一整体，连为一体的铜排座与绝缘板紧靠，由螺栓紧固，该实用新型结构简单，紧凑，合理，制造成本低，整体式机构节约材料，由于取消了“内焊’能增加密封橡胶表面压强和测压力，采用了铜排座紧靠绝缘板，使其不能产生动态渗漏，增加了运行可靠性。作为本实用新型的改进之一，对固定式炉体进行了改造。将固定式炉体改进为旋转式炉体，增设了一旋转机构，该旋转机构由减速机、电机、变频器、回转轴承、齿轮和支承平台相互连接构成，选择机构上架设有平车。通过电机带动减速机旋转，减速机上安装的齿轮与回转轴承上的齿相啮合，带动支承平台旋转，支承平台上的平车也随着支承平台旋转，平车上放置炉体，所以炉体也会随
着旋转。本实用新型的有益效果是通过改造前后对比测试均勻达到了以下效果1、加装变频式电极自动调节装置后节电率可达到10%以上，以节电率10%计算。 吨产品节电=4250KffhX10%= 425Kffh2、电弧炉炉顶加炉盖保温节能改造后(1)吨产品电耗减少5%左右吨产品节电=4250KffhX5%=212. 5KWh。(2)减少作为还原剂的原煤消耗量22%，对比2008年实际用量可节约原煤4440X22%= 976. 8(吨 / 年)折标煤算976.8X27316. 3/29260 = 911. 91 (吨 / 年)。3、电极夹持臂改造吨产品电耗减少2% 吨产品节电=4250X2%=85KWH对融化工段采取电弧炉变频式电极自动调节技术改造，电弧炉炉顶加炉盖保温节能改造和电机夹持臂改造等技术改造和更新变压器铜排端子后，使营口公司的融化工段吨产品节电量为吨产品节电=425+212.5+85 = 722. 5KWH即吨产品节电17%，吨产品节约还原剂用原煤26. 4kg/t。4、节能效果合计全年可节电722.5X37000 = 2673. 25 (万 kwh)折标煤:2673.25 万 kwhX 3. 5 吨=9356. 38 (吨标煤)全年可节原煤折标煤37000X26. 4/1000X27316. 3/29260 = 911. 91(吨标煤)该项改造合计节约标煤9356. 38+911. 91 = 10268. 29 (吨标煤)同时生产效率和
产品质量均有很大的提高。改造后电弧炉具有以下特点(1)运行可靠、稳定、功能完善，采用无级调速并配备过流、过压、热继电器等保护方式，保证安全运行。(2)升降电极得到恒力距控制，尤其是低速运行时反应灵敏，惯性小，启动力矩大等优点，可在极短时间内消除电极短路，断弧等现象。从而缩短了融化时间，节省电能。 C3)全线自动化控制，精度高，反应速度快，故障率低，可靠性高，从加料-熔化-精炼-收料全过程用自动化程序控制，能达到起弧快，弧流稳，功率因数高，节省电能，减少电极折断及延长炉龄的效果。
权利要求1.一种节能型电熔镁炉，包括旋转机构(4)及设置在旋转机构(4)上的平车(1)，其特征在于所述平车(1)上架设有一炉体O)，所述炉体(2)通过炉盖(3)密封，炉盖(3)基心圆上分布有三个电极孔插入的石墨电极，该石墨电极由导电横臂夹持(5)，且导电横臂(5) 通过立柱平台(6)支撑；所述导电横臂( 连接水冷电缆(9)通过短网(7)与变压器(10) 连接；所述变压器(10)和炉体(2)与系统的KBP系列变频式电极自动调节装置相连；所述炉盖(3)连接系统的加料系统(11)。
2.根据权利要求1所述的一种节能型电熔镁炉，其特征在于所述炉盖⑶与炉体⑵ 连接为全封闭式结构，炉盖(3)设有保温层。
3.根据权利要求1所述的一种节能型电熔镁炉，其特征在于所述导电横臂(5)与变压器(10)的二次端之间通过柔性水冷电缆(9)和短网(7)相连，所述柔性水冷电缆(9)包括一个芯管，芯管采用软质紫铜管，在所述的芯管外扭旋有多股铜绞线，在铜绞线和芯管两端设有电缆接头，在铜绞线的外表面设置有绝缘套管。
4.根据权利要求3所述的一种节能型电熔镁炉，其特征在于所述柔性水冷电缆(9)的管芯设有一个进水口和一个出水口，其中出水口与芯管相连通。
5.根据权利要求1所述的一种节能型电熔镁炉，其特征在于所述导电横臂(5)平行设置有三个，其中间分布的导电横臂(5)为拐臂结构，两端分布的导电横臂(5)分别为水平拐臂臂结构。
6.根据权利要求5所述的一种节能型电熔镁炉，其特征在于所述拐臂结构的导电横臂 (5)为沿水平臂一根端部延伸有一倾斜臂，倾斜臂延伸端连接一水平臂。
7.根据权利要求1所述的一种节能型电熔镁炉，其特征在于所述变压器(10)的输出端子采取铜排端子。
8.根据权利要求1所述的一种节能型电熔镁炉，其特征在于所述旋转机构由减速机、电机、变频器、回转轴承、齿轮和支承平台相互连接构成。
专利摘要本实用新型公开了一种节能型电熔镁炉，包括旋转机构及设置在旋转机构上的平车，所述平车上架设有一炉体，所述炉体通过炉盖密封，炉盖基心圆上分布有三个电极孔插入的石墨电极，该石墨电极由导电横臂夹持，且导电横臂通过立柱平台支撑；所述导电横臂连接水冷电缆通过短网与变压器连接；所述变压器和炉体与系统的KBP系列变频式电极自动调节装置相连；所述炉盖连接系统的加料系统。该炉体能够减少热量损失、降低设备能耗、减少环境污染、导电距离较短以及其阻抗小、耗电量较小，生产成本低，经该设备提纯的产品质量得到改善，经济效益显著，适于推广应用。
文档编号C04B2/10GK202322646SQ20112046840
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者李超, 陈平 申请人:陕西华耐特科技发展有限公司